近日，由中国科技大学徐铜文教授课题组与合作单位完成的“双极膜电渗析法生产葡萄糖酸研究”项目科技成果在江西南昌通过专家鉴定。
葡萄糖酸是重要的医药、食品生产原料。传统的葡萄糖酸生产工艺是离子交换法，即采用H型阳离子交换树脂中的可交换基团H+置换葡萄糖酸钠中的Na+。这种方法缺点在于交换饱和的离子交换树脂必须进行再生才能使用，不仅耗费大量的酸，而且产生大量的盐污染。尤其是为了除糖需要增加真空浓缩和二次结晶等工艺，耗煤耗电且产生大量的三废污染。如何实现工艺简化、节能降耗和清洁生产，不仅关系到葡萄糖酸系列产品的市场竞争力还决定了生产企业的长远利益以及化学工业的可持续发展。
采用双极膜电渗析技术后，这种传统工艺的变革将成为可能。双极膜电渗析组件主要由双极膜和若干阴离子交换膜和/或阳离子交换膜组合在一对电极之间，在反向偏压下双极膜中间层发生水解离，产生H+和OH-离子，通过与解离出的盐离子结合形成对应的酸和碱。双极膜电渗析将双极膜的水解离功能和普通电渗析功能有机地结合在一起，有望同时实现葡糖糖酸传统酸化和除糖。
在国家自然科学基金委和江西省新黄海医药食品化工有限公司的资助下，中国科大徐铜文教授课题组与合作单位开展了历时两年多的研究，采用双极膜电渗析法从实际工业催化氧化工段产生的葡萄糖酸钠料液生产葡萄糖酸，通过对膜池组合方式、电流密度、料液浓度等条件的考察，获得了规模化生产葡萄糖酸的优化工艺条件，葡萄糖酸的转化率达95.6%以上，电流效率达71.5%。该工艺与传统的催化氧化法工艺相比，可以免去葡萄糖酸钠的二次精制除糖，降低真空浓缩、干燥环节的能耗；免除90%以上的离子交换，大大降低了离子交换树脂再生过程中的废酸污染；产生的副产品NaOH可以作为催化氧化原料使用，实现物料的工艺内循环；尤其是可以控制母液残糖含量，提高葡萄糖酸产品的品质。因此该工艺是一种安全有效、稳定可靠的酸化技术，可在生产成本、环境保护、产品质量等方面改善现有的葡萄糖酸生产工艺。经过科技查新表明，直接采用双极膜法从催化氧化产生的葡萄糖酸钠料液转化葡萄糖酸未见报导，相关技术填补了国内双极膜法规模化生产有机酸的空白。鉴定专家一致认为该项目工艺技术创新点显著，达到国际同类技术先进水平。
